專利名稱：通過帶機(jī)械連接的射頻發(fā)射接收裝置制造芯片的組裝件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造芯片的組裝件的方法，所述芯片裝備有射頻發(fā)射接收裝置。
背景技術(shù)：
裝備有射頻發(fā)射接收裝置的微電子芯片可用作電子RFID標(biāo)簽。這些芯片隨后配備以天線，并可用于目標(biāo)的遠(yuǎn)程識別。這種標(biāo)簽的傳統(tǒng)應(yīng)用是貯備管理和可追溯性。這些芯片的有源部分一般被高度微型化，即它們的邊可小于400 μ m。這些芯片盡管被微型化但仍然需要天線，天線的尺寸達(dá)到對應(yīng)于芯片的工作頻率的波長的數(shù)量級。通常，在硅晶片上制作RFID標(biāo)簽的有源部分，然后對每個芯片進(jìn)行切片，以將其與晶片上現(xiàn)存的其他芯片分離。接著，將芯片放置在印刷電路上，該印刷電路包含RFID標(biāo)簽工作所需的天線。天線一般以印刷在基板上的金屬跡線的形式被制作。在某些應(yīng)用中，RFID芯片可集成在纖維中以形成紙片(paper sheet)。因而，芯片必須相對薄，厚度為約25 μ m(芯片及其相關(guān)天線)。對于這樣的厚度，將芯片轉(zhuǎn)移到其天線上的現(xiàn)有技術(shù)不是很可靠，芯片斷裂或損壞的可能性高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以柔性方式使芯片彼此機(jī)械連接的方法，這種方法不存在現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。此目的通過所附權(quán)利要求實(shí)現(xiàn)，更具體地通過順次包括以下步驟的方法實(shí)現(xiàn)-在基板上制造多個芯片，每個芯片包括至少一個接收區(qū)域，-借助于電性絕緣的扁平帶(flatribbon)將組裝件的芯片的接收區(qū)域串聯(lián)連接，該扁平帶包括多個彼此電性絕緣的金屬圖案，形成扁平天線的至少一部分的每個圖案經(jīng)由所述天線的至少一個連接區(qū)域電性連接到對應(yīng)的接收區(qū)域，以及-在基板位置分離芯片，所述芯片通過所述帶彼此機(jī)械連接。


根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的以下描述，其他優(yōu)勢和特征將變得更明顯，這些具體實(shí)施例僅用于非限制性的示例目的并且在附圖中呈現(xiàn)，其中圖1示出包括實(shí)施本方法所需芯片的基板的俯視圖。圖2、3和4示出根據(jù)本方法的第一實(shí)施例的不同步驟，圖1的基板的截面視圖。圖5示出設(shè)計(jì)用以連接基板的芯片的帶的具體實(shí)施例。圖6示出使用圖5所示的帶的組裝件的變型。圖7、8和9示出組裝方法的第二實(shí)施例。圖10、11和12示出組裝方法的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖3所示，在基板1上制造多個微電子芯片2，微電子芯片2裝備有設(shè)計(jì)用以形成RFID標(biāo)簽的射頻發(fā)射接收裝置，基板1可以是硅基板。芯片可以是相同或不同。 每個芯片2包括至少一個接收區(qū)域3。在多個芯片2已被制造到基板上之后，在多個芯片 2在基板1的位置被分離之前，多個芯片2通過帶4在接收區(qū)域3 (圖1)的位置串聯(lián)連接。 在多個芯片2已被分離之后，芯片通過帶彼此機(jī)械連接，如圖4所示。當(dāng)在基板1上制造芯片時，芯片可以以行的形式排列，從而基板包括多個實(shí)質(zhì)上彼此平行的芯片行。帶4可串聯(lián)連接同一行芯片中的芯片，但是也可以以相同的方式(如圖1中用相同的帶4或者用不同的帶4)連接相鄰行。帶4的寬度優(yōu)選被確定以使得一旦帶4的分別與一行芯片相關(guān)的兩個相鄰部分已被固定到相應(yīng)的接收區(qū)域3，帶4的分別與一行芯片相關(guān)的兩個相鄰部分之間沒有重疊。當(dāng)帶4被放置于一行芯片的中線上時，帶4的最大寬度等于垂直于帶4的縱軸的行寬加上分隔兩行芯片的距離。由此防止上述重疊。串聯(lián)連接芯片2的帶在接收區(qū)域4的位置是電性絕緣的扁平帶4。此帶4可以是具有矩形截面的導(dǎo)線或者聚合物膜。采用的聚合物優(yōu)選為聚酯。如圖5所示，帶4包括彼此電性絕緣的多個金屬圖案5。每個圖案5形成扁平天線的至少一部分。此天線優(yōu)選制作在帶上，即與帶4共面。扁平天線設(shè)計(jì)為在串聯(lián)連接的步驟中電性連接到芯片。此連接在所述天線的至少一個連接區(qū)域6到對應(yīng)的芯片2的接收區(qū)域3的位置制作。圖5的具體實(shí)施例是設(shè)計(jì)為在每個芯片2的位置形成雙極天線的帶。因此，根據(jù)圖5的天線由彼此電性絕緣的兩個金屬圖案5和5’構(gòu)成。帶包括由天線之間的間隔7彼此分離的多個天線。形成天線的兩個相鄰圖案各包括連接區(qū)域6，連接區(qū)域6設(shè)計(jì)以分別電性連接同一芯片2的兩個接收區(qū)域3和 3’，如圖6。選取圖案的長度I1以適合于天線的期望長度，該天線與包含射頻發(fā)射接收裝置的芯片相關(guān)聯(lián)。沿著帶4的縱軸的兩個圖案5和5’的總長度I2為約λ/2，其中λ表示發(fā)射接收波段的中心頻率的波長。如圖6中，帶4能夠例如根據(jù)天線之間的間隔7的長度相對于基板垂直拉伸，并且在兩個相鄰芯片之間形成例如半環(huán)(half-loop)?？稍谛酒?lián)連接的步驟中進(jìn)行此垂直拉伸，例如在將帶4連接到第一芯片上之后且在將帶4連接到相鄰芯片的接收區(qū)域3上之
、r -刖。天線之間的間隔7可根據(jù)應(yīng)用類型來確定。為了示例的目的，希望連接天線之間的間隔7的長度較長，從而隨后可實(shí)現(xiàn)例如以卷盤(reel)或卷筒(roll)的形式的芯片的存儲。因此，帶優(yōu)選為柔性的，以允許調(diào)節(jié)天線之間的間隔7的長度并以卷盤或卷筒的形式存儲。因此，當(dāng)在基板1的位置通過帶4串聯(lián)連接芯片時，帶4相對于基板1的垂直拉伸可實(shí)現(xiàn)要獲得的卷筒的兩個芯片之間的任何類型間隔。換句話說，當(dāng)執(zhí)行兩個相鄰芯片的接收區(qū)域3的串聯(lián)連接時，帶4在兩個相鄰芯片之間相對于基板垂直拉伸，使得芯片已被分離之后，兩個相鄰芯片以預(yù)定距離分離。例如，通過帶4的表面上的金屬沉積物獲得圖案5，且沉積物隨后通過化學(xué)蝕刻或者通過金屬沉積物的局部銷蝕(ablation)或者通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他方法被圖案化。根據(jù)此方法可以制作任何類型的天線。形成天線的圖案的尺寸和形狀適用于待連接芯片的發(fā)射接收裝置和/或RFID標(biāo)簽的使用。此圖案可以由銅或鋁制成。芯片2的串聯(lián)連接步驟可以通過在芯片之上展開帶(圖1)并且對應(yīng)待連接芯片2 的接收區(qū)域3標(biāo)記對應(yīng)的天線的每個連接區(qū)域6來執(zhí)行。這樣，在接合或者超聲焊接之前， 每個連接區(qū)域6放置為面向?qū)?yīng)的接收區(qū)域3。為了便于此標(biāo)記，帶4優(yōu)選為透明的。帶的透明性可實(shí)現(xiàn)可視(optically)標(biāo)記，從而將每個連接區(qū)域6定位為面向?qū)?yīng)的接收區(qū)域 3。一旦連接區(qū)域6被放置與對應(yīng)的接收區(qū)域3接觸，則通過本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮帶4和金屬圖案5的特性(帶的材料的溫度制約、應(yīng)力等)的情況下有可能使用的任何類型的技術(shù)，兩個區(qū)域被彼此電性和機(jī)械固定。為了示例的目的，通過接合(導(dǎo)電粘接劑)或者通過超聲焊接可執(zhí)行固定。帶4優(yōu)選確保連接區(qū)域6與接收區(qū)域3之間的接觸，然后施加超聲振動以執(zhí)行焊接。當(dāng)芯片包括兩個接收區(qū)域3(圖6)時，相關(guān)聯(lián)的天線的連接區(qū)域6可相伴隨固定。在每個芯片2的位置執(zhí)行連接步驟。包括芯片2的基板優(yōu)選與芯片2的制造期間在電學(xué)測試步驟中確定的缺陷的對應(yīng)表相關(guān)聯(lián)。如果天線之間的間隔可使下一個功能芯片被連接，則可以通過不將它們并入組裝件來忽略某些有缺陷的芯片。如圖4所示，基板隨后被圖案化，以在基板的位置將芯片彼此分離。接著，單獨(dú)借助于帶4通過柔性機(jī)械連接使芯片串聯(lián)連接。在體基板1的情況下以傳統(tǒng)方式執(zhí)行芯片2 的分離，例如，通過切片(dicing)(注意不要切到帶4并且不要損壞天線)。由于所有芯片被初始固定到由基板構(gòu)成的同一剛性支撐件上，因此這種方法有助于帶與多個芯片之間的安裝。因而，上述操作類似于微電子工業(yè)中傳統(tǒng)上采用的技術(shù)。在圖7至圖9所示的第二實(shí)施例中，基板1包括形成保持膜的臨時支撐件8 (圖 7)。此臨時支撐件8初始沉積在基板1的表面上，該表面與包含芯片2的表面相反。如圖 8所示，通過部分切劃(slicing)直至臨時支撐件8，芯片2彼此分離。由此，借助于臨時支撐件8，芯片2在基板1的位置保持彼此機(jī)械固定?？赏ㄟ^任何適當(dāng)?shù)姆椒▓?zhí)行芯片的此部分分離、例如通過切片或者等離子體蝕刻。如圖9所示，然后，如上文所述，帶4在每個接收區(qū)域3的位置被安裝到每個芯片 2，注意在進(jìn)行電性連接之前，將與芯片2相關(guān)的天線的連接區(qū)域6布置為面向?qū)?yīng)的接收區(qū)域3。然后，去除臨時支撐件8，芯片則僅借助于帶4形成的柔性機(jī)械連接彼此連接(圖 4)。在圖10所示的第三實(shí)施例中，芯片被集成在絕緣體上硅(SOI)類型的基板1上。 后者傳統(tǒng)上包括有源基板9，設(shè)置在支撐基板11上形成的埋入絕緣體10上。埋入絕緣體 10和支撐基板11形成基板1的臨時支撐件8。以與圖8類似的方式，在圖11中，芯片在有源基板9的位置被部分分離，且?guī)?安裝到每一個芯片。然后，例如通過濕蝕刻埋入絕緣體 10 (具體地借助于氫氟酸(圖4))，芯片從埋入絕緣體和支撐基板11形成的臨時支撐件8 上分離。此外，也可以通過分割(未示出)使臨時支撐件8分離，臨時支撐件8于是被固定到芯片但不再提供任何機(jī)械功能，如圖12。如上文，芯片僅借助于帶4保持彼此連接。通過上文所述的不同方法獲得的組裝件，可獲得多個芯片，各個芯片包括至少一個接收區(qū)域3。然后，通過包括多個彼此電性絕緣的金屬圖案5的電性絕緣的扁平帶4，芯片2被串聯(lián)連接。每個圖案5形成扁平天線的至少一部分，扁平天線在所述天線的至少一個連接區(qū)域6的位置電性連接到對應(yīng)的接收區(qū)域3。第二和第三實(shí)施例顯示包括一個接收區(qū)域的芯片。這些實(shí)施例當(dāng)然也可以在每個芯片的位置包括兩個(如圖6)或者更多的接收區(qū)域。通常，形成在同一基板1 (即相同的晶片)上的大量芯片2通過至少一個彈性帶4 彼此串聯(lián)連接，在大量芯片2在基板1的位置被彼此分離之前。由此獲得柔性菊花鏈(daisy chain)形式的芯片的組裝件，其能夠以卷盤或卷筒的形式存儲，并且可以在天線之間的間隔7的位置根據(jù)需要被切劃。上述組裝件有利地被聚合物或者任何其他材料涂覆，以提供對外界環(huán)境侵蝕的保護(hù)。本發(fā)明不限于上文中所述的實(shí)施例。具體地，源自不同基板的不同類型的芯片可通過同一個帶來連接。組裝件的制造可以進(jìn)一步使用上文中關(guān)于不同實(shí)施例所述的特征的
纟口口。這種方法使得RFID芯片能夠以執(zhí)行連接時不損壞芯片的簡單的方式連接到它們各自的天線。這些芯片可隨后被直接并入紙片中。
權(quán)利要求
1.一種用于制造裝備有射頻發(fā)射接收裝置的芯片O)的組裝件的方法，其特征在于該方法依次包括-在基板(1)上制造多個芯片，每個芯片包括至少一個接收區(qū)域(3)，-借助于電性絕緣的扁平帶G)，使所述組裝件的芯片(2)的所述接收區(qū)域(3)串聯(lián)連接，所述帶(4)包括多個彼此電性絕緣的金屬圖案(5)，每個圖案( 形成扁平天線的至少一部分，所述天線在所述天線的至少一個連接區(qū)域(6)的位置電性連接到對應(yīng)的接收區(qū)域 (3)，以及-在所述基板(1)的位置分離所述芯片O)，所述芯片通過所述帶(4)彼此機(jī)械連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于每個芯片(2)包括兩個接收區(qū)域(3)，所述帶⑷在每個芯片⑵的位置包括兩個圖案(5，5’)，所述兩個圖案(5，5’ )分別電性連接到所述芯片的所述接收區(qū)域(3，3’ )以形成雙極天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2之一的方法，其特征在于通過展開所述帶(4)并且通過標(biāo)記對應(yīng)于待連接芯片的所述接收區(qū)域(3)的所述天線的每個連接區(qū)域(6)，執(zhí)行串聯(lián)連接，在接合或超聲焊接之前，每個連接區(qū)域(6)被放置為面向?qū)?yīng)的接收區(qū)域(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于所述帶(4)是聚合物膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述帶(4)是柔性的以及透明的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于圖案( 是由銅或鋁制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述基板(1)包括臨時支撐件(8)，所述方法包括在串聯(lián)連接所述接收區(qū)域C3)之前，在所述基板(1)的位置部分切劃所述芯片O)的步驟，當(dāng)執(zhí)行所述芯片O)的分離時，所述臨時支撐件(8)被去除。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述芯片O)的組裝件形成卷盤。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于當(dāng)執(zhí)行兩個相鄰芯片(2)的所述接收區(qū)域(3)的串聯(lián)連接時，所述帶(4)在所述兩個相鄰芯片之間相對于所述基板垂直拉伸，使得在所述芯片被分離之后，所述兩個相鄰芯片以預(yù)定距離分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制造裝備有射頻發(fā)射接收裝置的芯片(2)的組裝件的方法，所述方法依次包括在基板(1)上提供多個芯片，每個芯片包括至少一個接收區(qū)域(3)；使用電性絕緣的扁平帶(4)使組裝件的芯片(2)的接收區(qū)域(3)串聯(lián)連接，該帶(4)包括多個彼此電性絕緣的金屬圖案(5)，每個圖案(5)界定扁平天線的至少一部分，該天線在天線的至少一個連接區(qū)域(6)的位置電性連接到對應(yīng)的接收區(qū)域(3)；以及在基板(1)的位置分離芯片(2)，所述芯片通過所述帶(4)彼此機(jī)械連接。
文檔編號G06K19/077GK102265293SQ200980151862
公開日2011年11月30日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者D.維卡德 申請人:原子能和代替能源委員會